Linux内核基础篇——container_of原理和实际应用

linux内核中经常可见container_of的身影,它在实际驱动的编写中也是广泛应用。

container_of原理

作用:通过结构体的某个成员变量地址找到该结构体的首地址

定义如下:

/**  * container_of - cast a member of a structure out to the containing structure  * @ptr:    the pointer to the member.  * @type:   the type of the container struct this is embedded in.  * @member: the name of the member within the struct.  *  */ #define container_of(ptr, type, member) ({               const typeof( ((type *)0)->member ) *__mptr = (ptr);      (type *)( (char *)__mptr - offsetof(type,member) );})
  • ptr:结构体成员变量的指针
  • type:结构体类型
  • member:结构体成员变量的名字

换句话说,叫:已知结构体type的成员member的地址ptr,求解结构体type的起始地址

计算公式为:type的起始地址 = ptr -size (size为member的大小)

以一幅图说明ptr、type、member的关系:

Linux内核基础篇——container_of原理和实际应用
  • 原理简述:

container_of的妙处就在于以0作为成员变量member的基址

其中定义了一个中间变量__mptr,”__”代表内部使用,“m”代表middle。

#define offsetof(TYPE, MEMBER) ((size_t) &((TYPE *)0)->MEMBER)

typeof( ((type *)0)->member )是获取member的类型,__mptr = (ptr)判断ptr与member是否为同一类型,offsetof计算成员member的大小size。

驱动中的实际例子

例如内核的pwm驱动,通过成员变量chip,找到结构体bcm2835_pwm:

struct bcm2835_pwm {  struct pwm_chip chip;  struct device *dev;  void __iomem *base;  struct clk *clk; };  static inline struct bcm2835_pwm *to_bcm2835_pwm(struct pwm_chip *chip_ptr) {  return container_of(chip_ptr, struct bcm2835_pwm, chip); }

使用container_of通常都会定义一个函数,并且命名为to_xxx或者to_find_xxx,代表要找xxx这个结构体,传参则传入成员变量指针,另外函数也会声明为inline。

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THE END
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